CN105673657A - 压电式传感器的预紧及防松机构 - Google Patents
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Abstract
压电式传感器的预紧及防松机构，它涉及测量技术领域；所述外平台为有两个对面开口的空心长方体结构；所述的内平台和压电材料均设于外平台的容置腔内，内平台的两端通过环氧树脂胶连接有压电材料，压电材料的一端通过环氧树脂胶连接有副板，外平台内侧中部设置有盲槽，副板与盲槽配合；所述的预紧柱由卡槽柱、螺纹柱、光轴柱同轴依次连接而成；所述的外平台外侧中部设置有螺纹盲孔，外平台与预紧柱通过螺纹柱与螺纹盲孔配合连接；所述的光轴柱与副板接触设置；所述的卡槽柱的两侧设置有锁紧板，锁紧板的下表面与外平台通过螺钉固定连接。本发明能够同时实现压电式传感器的预紧及防松功能，且预紧力大小的调节方便、稳定、精确。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体涉及压电式传感器的预紧及防松机构。
背景技术
压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻、几乎不存在滞后现象等优点，在各种动态力、加速度、机械冲击与振动的测量，以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。压电式传感器是利用压电材料的正压电效应制成的，工作原理为：当压电材料沿着一定方向受到外力作用时，内部就产生极化现象，同时在其两个端面上便产生符号相反的电荷，且电荷量与外力的大小成正比；当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改变；当外力去掉后，又恢复到不带电的状态。
所有的压电式传感器在使用前都必须有一定的预紧，也即以某种方式对其施加初始预压力，其目的是：（1）消除传感器内外接触表面的间隙，提高传感器弹性系统的刚度，从而获得良好的静、动态特性；（2）通过调节预紧力大小，可以调整传感器的线性度和灵敏度。基于压电式传感器的工作原理，其预紧装置必须满足如下四点要求：（1）不仅适用于静态测量过程，也适用于动态测量过程，具备锁紧防松功能；（2）预紧力的施加及调节方便、稳定、精确；（3）结构简单、紧凑，容易实现装拆；（4）不影响传感器本身的测量过程，且不分载被测量。
压电式传感器的传统预紧方法是将中心螺栓（配合螺母）穿过压电材料加载预压力，其优点是预紧力的大小调节方便，但由于预紧件与压电材料刚性并联，所以必然会产生分载作用，即被测量不能百分百地传递到敏感元件上，有一部分消耗在预紧件的弹性变形上；而且，螺旋副之间容易产生相对转动，造成预紧联接松动。专利号为201220742215.7的《一种用于螺栓防松用的防松板》公开了一种两端各布置一个十二角形螺栓孔的防松板，与之配合的螺栓的螺帽正好置于上述孔内，这样螺栓就不能够在螺栓孔内部转动。专利号为201180025535.9的《防松螺母及具备防松螺母的耦合单元》公开了一种防松螺母及具备防松螺母的耦合单元，防松螺母耦合在螺栓和一般螺母之间，用于防止所述螺栓和螺母的松动。然而，当将上述两个发明用于压电式传感器的预紧及防松时却存在预紧力调节困难的不足。综上可知，目前已有技术还不能同时实现压电式传感器的预紧和防松，不能满足其预紧装置的四点要求，这使得该类测量仪器的性能很难达到预期的高、精、尖目标。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的压电式传感器的预紧及防松机构。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含内平台、外平台、压电材料、副板、预紧柱、锁紧板、螺钉；所述内平台为长方体结构；所述外平台为有两个对面开口的空心长方体结构；所述的内平台和压电材料均设于外平台的容置腔内，内平台的两端通过环氧树脂胶连接有压电材料，压电材料的一端通过环氧树脂胶连接有副板，外平台内侧中部设置有盲槽，副板与盲槽配合；所述的预紧柱由卡槽柱、螺纹柱、光轴柱同轴依次连接而成；所述的外平台外侧中部设置有螺纹盲孔，外平台与预紧柱通过螺纹柱与螺纹盲孔配合连接；所述的光轴柱与副板接触设置；所述的卡槽柱的两侧设置有锁紧板，锁紧板的下表面与外平台通过螺钉固定连接。
作为优选，所述的卡槽柱上设置有上下等距离分布的四层卡槽。
作为优选，所述的光轴柱的直径与螺纹柱的螺纹外径一致，且大于卡槽柱的外径。
本发明操作时，步骤1：解锁，将所有锁紧板上的一个螺钉拧出、另一个螺钉拧松，同时将锁紧板中部从卡槽柱的卡槽中拨出；步骤2：微调预紧柱，拧紧或拧松两个预紧柱的螺纹柱，直至达到预紧力范围要求且使得卡槽柱上某一层卡槽的下表面与外平台的外表面对齐；步骤3：锁紧，将所有锁紧板中部拨进卡槽柱的卡槽中，同时拧紧所有螺钉。
采用上述结构后，本发明产生的有益效果为：
1、能够同时实现压电式传感器的预紧及防松功能，且预紧力大小的调节方便、稳定、精确；
2、预紧装置不影响压电式传感器的测量过程和后续解算，不存在分载效应和附加作用力。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明预紧柱5的结构图。
附图标记说明：
内平台1、外平台2、压电材料3、副板4、预紧柱5、卡槽柱51、螺纹柱52、光轴柱53、卡槽54、锁紧板6、螺钉7。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参看如图1——图2所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含内平台1、外平台2、压电材料3、副板4、预紧柱5、锁紧板6、螺钉7；所述内平台1为长方体结构；所述外平台2为有两个对面开口的空心长方体结构；所述的内平台1和压电材料3均设于外平台2的容置腔内，内平台1的两端通过环氧树脂胶连接有压电材料3，压电材料3的一端通过环氧树脂胶连接有副板4，外平台2内侧中部设置有盲槽，副板4与盲槽配合；所述的预紧柱5由卡槽柱51、螺纹柱52、光轴柱53同轴依次连接而成；所述的外平台2外侧中部设置有螺纹盲孔，外平台2与预紧柱5通过螺纹柱52与螺纹盲孔配合连接；所述的光轴柱53与副板4接触设置；所述的卡槽柱51的两侧设置有锁紧板6，锁紧板6的下表面与外平台2通过螺钉7固定连接。
作为优选，所述的卡槽柱51上设置有上下等距离分布的四层卡槽54。
作为优选，所述的光轴柱53的直径与螺纹柱52的螺纹外径一致，且大于卡槽柱51的外径。
本具体实施方式操作时，步骤1：解锁，将所有锁紧板上的一个螺钉拧出、另一个螺钉拧松，同时将锁紧板中部从卡槽柱的卡槽中拨出；步骤2：微调预紧柱，拧紧或拧松两个预紧柱的螺纹柱，直至达到预紧力范围要求且使得卡槽柱上某一层卡槽的下表面与外平台的外表面对齐；步骤3：锁紧，将所有锁紧板中部拨进卡槽柱的卡槽中，同时拧紧所有螺钉。
本具体实施方式在实际工作过程中：当测量对象为力信号时，输入量作用于内平台1；当测量对象为加速度信号时，输入量作用于外平台2。
采用上述结构后，本具体实施方式产生的有益效果为：
1、能够同时实现压电式传感器的预紧及防松功能，且预紧力大小的调节方便、稳定、精确；
2、预紧装置不影响压电式传感器的测量过程和后续解算，不存在分载效应和附加作用力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.压电式传感器的预紧及防松机构，其特征在于：它包含内平台、外平台、压电材料、副板、预紧柱、锁紧板、螺钉；所述内平台为长方体结构；所述外平台为有两个对面开口的空心长方体结构；所述的内平台和压电材料均设于外平台的容置腔内，内平台的两端通过环氧树脂胶连接有压电材料，压电材料的一端通过环氧树脂胶连接有副板，外平台内侧中部设置有盲槽，副板与盲槽配合；所述的预紧柱由卡槽柱、螺纹柱、光轴柱同轴依次连接而成；所述的外平台外侧中部设置有螺纹盲孔，外平台与预紧柱通过螺纹柱与螺纹盲孔配合连接；所述的光轴柱与副板接触设置；所述的卡槽柱的两侧设置有锁紧板，锁紧板的下表面与外平台通过螺钉固定连接。
2.根据权利要求1所述的压电式传感器的预紧及防松机构，其特征在于：所述的卡槽柱上设置有上下等距离分布的四层卡槽。
3.根据权利要求1所述的压电式传感器的预紧及防松机构，其特征在于:所述的光轴柱的直径与螺纹柱的螺纹外径一致，且大于卡槽柱的外径。
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